Bulletstorm speelt zich af in de 26e eeuw en jij bent Grayson Hunt, lid van een Black Ops-unit genaamd Dead Echo, aangevoerd door Generaal Serrano. Hunt krijgt de opdracht een man te vermoorden die verantwoordelijk is voor duizenden doden, maar het blijkt dat het doelwit eigenlijk een "good guy" is. Hunt weigert hem dan ook te vermoorden en deze beslissing maakt hem de meest gezochte man ter wereld. Tien jaar gaan voorbij en Hunt leeft in de ruimte met een cyborg genaamd Ishi Sato. Op een dag ziet Hunt het oorlogsschip van zijn oude baas Generaal Serrano en in een opleving besluit Hunt het schip te vernietigen met behulp van zijn eigen ruimtevoertuig. Beide ruimteschepen storten neer op een planeet, die zich laat beschrijven als een combinatie van Dubai en Las Vegas. Deze wereld is echter flink in verval geraakt en is nu vol met vleesetende wezens, mutanten en nog meer tuig.